Die Erfindung bezieht sich auf eine vormontierte Baueinheit für den Cockpit-Bereich von Kraftfahrzeugen, insbesondere
Personenkraftwagen, die als Ganzes innerhalb der Karosserie des Fahrzeuges montierbar ist und im wesentlichen folgende
Aggregate umfaßt: eine Armaturentafel, einschließlich aller Einbauten, Sicherungskasten und elektrischer Verkabelung,
Heizung mit Betätigung und Luftverteilungssystem, Antenne;
ferner eine Lenkung mit Lenkrad, Lenkgetriebe, Lenkradverkleidung und Lenkungshalter; sowie Pedale für Kupplung und Bremse
sowie Fahrpedal, jeweils mit Pedalböcken; Bremskraftverstärker, Scheibenwischeranlage, Heizungsgebläse, Klimaanlage und
dergleichen, und wobei die Karosserie eine Stirnwand mit Stirnwandquerträger (sog. Lenkungsquerträger) aufweist, mit
der die genannten Aggregate - unmittelbar oder mittelbar im eingebauten Zustand verbunden sind, und wobei Stirnwand
und Stirnwandquerträger von der Rohkarosserie getrennt sind und als Montagebasis für die Baueinheit dienen, und in Einbaulage
der Baueinheit Stirnwand und Stirnwandquerträger mit den seitlich jeweils angrenzenden Karosseriewänden dichtend
verbindbar sind, nach Patent... (Patentanmeldung P 33 15 646.8-21)
Bei den im Hauptpatent gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Baueinheit mittels in Fahrzeuglängsrichtung
gerichteter Schrauben mit den angrenzenden Karosseriewänden verbunden. Hierfür sind an den beiden die Hauptbefestigungsstellen
bildenden Α-Säulen Trägeranschlüsse notwendig, die stummelartig nach innen ragen und hierdurch die Konstruktionsbreite
und den Bauraum für das Heizungs- und Klimagebläse einengen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den im Hauptpatent offenbarten Grundgedanken der Erfindung so weiter auszugestalten,
daß eine Einengung der Konstruktionsbreite und des Einbauraumes durch die Anschlußstellen der Α-Säulen nicht mehr gegeben ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an dem
Stirnwandquerträger an seinen beiden an die seitlichen Karosseriewände angrenzenden Enden je eine Schließplatte
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befestigt ist und daß die Schließplatten zusammen mit dem Stirnwandquerträger mit der jeweils zugeordneten Α-Säule durch
in Fahrzeugquerrichtung gerichtete Befestigungsschrauben vers
ehraubbar s ind.
Durch die Erfindung lassen sich im Vergleich zu einer Längsverschraubung
folgende Vorteile erreichen:
Es entfallen die bisher erforderlichen zusätzlichen Anschlußteile (nach innen ragende Stummel) an den Α-Säulen. Hierdurch
werden nicht unwesentliche Kosten- und Gewichtseinsparungen erzielt. Ein torsionssteiferer Anschluß des Stirnwandquerträgers
wird ermöglicht. Es ist eine genauere Einhaltung der Karosseriebreite möglich, da diese nur von der Längentoleranz des Stirnwandquerträgers
abhängig ist. Es lassen sich genauere Passungen bei der Scheibenöffnung und der Fronthaube erzielen, wodurch
sich insgesamt ein Qualitätsvorteil ergibt. Der durch die Erfindung gegebene breitere Bauraum zwischen den Α-Säulen ermöglicht
ein Gebläse für Heizung bzw. Klimaanlage mit besserem Wirkungsgrad und größerem Luftdurchsatz.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung veranschaulicht und nachstehend näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 den vorderen Bereich einer Pkw-Karosserie,
in perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch die linke A-Säule
des Fahrzeuges (Schnitt II-II in Fig. 1) ,
wobei sich die in Fig. 1 separat gezeigte Befestigungsschraube in Montagestellung be
findet, und
Fig. 3 eine andere Ausführungsform, in Schnittdarstellung
entsprechend Fig. 2.
Nach Fig. 1 bezeichnet 10 eine vormontierte Rohkarosserie eines Personenkraftwagens. Eine für die Frontscheibe (Windschutzscheibe)
vorgesehene Öffnung der Karosserie 10 ist mit
11 beziffert. Der nach oben hin offene (Motorhaube also noch nicht montiert) Motorraum trägt insgesamt das Bezugszeichen
Die den seitlichen Abschluß der Frontscheibenöffnung 11 bildenden
sog. Α-Säulen sind mit 13 und 14 bezeichnet. Innerhalb der
Karosserie 10 ist u.a. ferner erkennbar der Unterbau 15 mit Getriebetunnel 16, einschließlich den sog. Radeinbau bildenden
Seitenwänden 17.
Etwas oberhalb der Karosserie 10 schwebend (die Tragvorrichtung ist nicht gezeigt) ist in Fig. 1 eine insgesamt mit 18 bezeichnete
vormontierte Baueinheit dargestellt. Es handelt sich hierbei um den Cockpit-Bereich des Fahrzeugs, auch als Cockpit-Modul
bezeichnet. Ein wesentlicher Bestandteil der Baueinheit 18,
weil als Vormontagebasis für diese dienend, ist eine Karosseriestirnwand 19 mit sich oben anschließendem Stirnwandquerträger
Stirnwand 19 und Stirnwandquerträger 20, die normalerweise der Karosserie 10 zugeordnet wären, sind also zunächst von
der Karosserie 10 losgelöst und der auf einem separaten Montageband (nicht gezeigt) vormontierten Baueinheit 18 zugeordnet,
wobei sie gleichzeitig gewissermaßen deren Tragrahmen bilden.
Fig. 1 läßt weitere wesentliche Bestandteile des die Baueinheit 18 bildenden vormontierten Cockpit-Bereichs erkennen:
Armaturentafel 21, Lenkung 22, Kupplungspedal 23, Bremspedal 24, Lenkgetriebe 25 und a.m. Eine vollständigere Aufzählung der
in der vormontierten Baueinheit 18 vereinigten Aggregate, Komponenten und Betätigungselemente befindet sich im Text des
Hauptpatents (Patentanmeldung P 33 15 646.8-21), worauf hier verwiesen werden soll. Die vormontierte Baueinheit 18 umfaßt
demnach nicht nur die fahrgastraumseitigen Aggregate des Cockp.it-Bereichs,
sondern auch diejenigen Aggregate, welche jenseits der Stirnwand 19, also motorraumseitig liegen.
Der Einbau der in Fig. 1 noch oberhalb ihrer eigentlichen Endmontagestellung gezeigten vormontierten Baueinheit 18 erfolgt
von oben nach unten (Pfeilrichtung 26), also durch die Öffnungen 11 von Frontscheibe und Motorraum 12. Wie die
Konturen der Stirnwand 19, insbesondere in Fig. 1, erkennen
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lassen (man beachte hierbei insbesondere eine mit 27 bezifferte Getriebetunnelaussparung), schließt sich die Stirnwand 19 in
ihrer Einbaulage an die angrenzenden Karosseriewände, z.B. 17, des Fahrzeugunterbaues 15 an und wird mit diesen fest verbunden.
Wie weiterhin aus Fig. 1 erkennbar ist, ist an dem Stirnwandquerträger
20 - an seinen beiden an die seitlichen Karosseriewände (A-Säulen 13, 14) angrenzenden Enden - je eine Schließplatte
28 bzw. 29 befestigt. Im eingebauten Zustand der Baueinheit 18 kommen die Schließplatten 28, 29 mit den innen liegenden
Blechen (seitl. Stirnwände) 30 bzw. 31 der jeweiligen A-Säule
13 bzw. 14 zur Anlage. Die Befestigung der Baueinheit 18 in
ihrer Montagestellung erfolgt durch Verschraubung mittels in Fahrzeugquerrichtung gerichteter Befestigungsschrauben, von
denen in Fig. 1 eine in Separatstellung dargestellt und mit 32 beziffert ist. Die innen liegenden Bleche 30, 31 der A-Säulen
13, 14 weisen zu diesem Zweck jeweils zwei etwa vertikal übereinander liegende Durchtrittsbohrungen 33, 34 für die
Befestigungsschrauben 32 auf.
Fig. 2 illustriert nun - in gegenüber Fig. 1 vergrößerter Darstellung - eine mögliche Ausführungsform der hier mit 28a
bezeichneten Schließplatte. Außerdem zeigt Fig. 2 eine mögliche Variante einer Befestigung der Schließplatte 28a an dem zugeordneten
innen liegenden Blech 30a der linken A-Säule 13. Fig. 2 läßt hierbei erkennen, daß die A-Säule 13 - wie üblich aus
dem bereits erwähnten innen liegenden Blech 30a und einer mit 35 bezifferten Außenwand besteht. Die beiden die A-Säule
bildenden Blechteile 30a und 35 sind bei 36 und 37 miteinander punktverschweißt. Sie bilden hierbei Flansche 38, 39. Auf den
Flansch 38 ist eine Flanschabdeckung 40 aufgeschoben, an dem eine
im Schnitt ringförmige vordere Türabdichtung 41 angeformt ist.
Ein sich im Innern der A-Säule 13 bildender Hohlraum ist mit 42 bezeichnet.
Wie desweiteren aus Fig. 1 und insbesondere auch aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Schließplatten 28 (28a) und 29 in
ihren Konturen auf die Formgebung der jeweils angrenzenden
A-Säulen 13 bzw. 14 so abgestiinint, daß beim Einbau der Baueinheit
18 eine selbsttätige Zentrierung derselben gegenüber
der Karosserie 10 erfolgt. Wie Fig. 2 verdeutlicht, weisen die Schließplatten (in diesem Fall die Schließplatte 28a) an
ihrem vorderen und hinteren Ende jeweils einen nach außen abgebogenen Fortsatz 43 bzw. 44 auf. Die Fortsätze 43, 44
umgreifen jeweils teilweise eine vordere und eine hintere Führungsschulter - 45 bzw. 46 - der A-Säule 13. Wie in Fig.
angedeutet ist, sind die innen liegenden Bleche 30, 31 der A-Säulen 13, 14 in Richtung von oben nach unten leicht
konvergierend konisch ausgebildet. Der Neigungswinkel der Schließplatten 28 (bzw. 28a) und 29 entspricht der vorstehend
erwähnten geneigten Stellung der zugeordneten innen liegenden Bleche 30, 31 der betreffenden A-Säulen 13 bzw. 14. Hierdurch
wird beim Einbau der Baueinheit 18 eine selbsttätige Zentrierung derselben mit Bezug auf die Längsmittelachse der Karosserie
erreicht.
Darüber hinaus ist auch noch die vordere und hintere Führungsschulter
- in Fig. 2 mit 45 bzw. 46 beziffert - der jeweiligen A-Säule 13 bzw. 14 in Richtung von oben nach unten zueinander
divergierend angeordnet. Im Zusammenwirken mit der jeweils zugeordneten Schließplatte (z.B. 28a in Fig. 2) ergibt sich
hierdurch eine selbsttätige Zentrierung der Baueinheit 18 bei deren Einbau in der Karosserie 10 auch in Fahrzeuglängsrichtung.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform zeichnet sich desweiteren dadurch aus, daß der mit der vorderen Führungsschulter
45 der A-Säule 13 zusammenwirkende Schließplatten-Fortsatz 43 um insgesamt etwa 180° nach rückwärts abgebogen
ist und dichtend in einen an der Vorderseite der vorderen Führungsschulter 45 ausgebildeten Kanal 47 eingreift. Der nach
vorn hin offene Kanal 47 ist zwischen einer Abkröpfung 48 der vorderen A-Säulen-Führungsschulter 45 und einem mit der
Führungsschulter 45 bei 49 punktverschweißten entsprechend
abgebogenem Blechteil 50 ausgebildet. Fig. 2 läßt weiterhin
erkennen, daß der Kanal 47 mit einem aushärtbaren Klebemittel 51 gefüllt ist und somit als Dichtungskanal für eine dichtende
Verbindung zwischen den Teilen 28a und 30a bzw. 13 fungiert.
Zugleich wird durch das beschriebene Zusammenwirken der Teile 43, 45 und 47-51 vorteilhafterweise, eine gewisse Verhakung
des Stirnwandquerträgers 20 mit der jeweils zugeordneten Α-Säule (z.B. 13 in Fig. 2) erreicht, die sich insbesondere
bei einem evtl. Aufprallunfall des Fahrzeuges hinsichtlich hoher Festigkeit der Verbindung zwischen der Baueinheit 18
und der Fahrzeugkarosserie 10 günstig auswirkt.
Eine Möglichkeit, wie die Verbindung zwischen dem Stirnwandquerträger
20 und den A-Säulen 13 und 14 im einzelnen gestaltet
werden kann, zeigt ebenfalls Fig. 2. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist erkennbar, daß die zur Verschraubung der
Schließplatte 28a dienende Befestigungsschraube 32 die A-Säule
13 von außen nach innen vollständig durchsetzt und sich mit ihrem Kopf 52 an der Außenwand 35 der A-Säule 13 abstützt.
An der Innenseite der Schließplatte 28a - und bei 53, 54 mit dieser verschweißt - ist eine Schraubenmutter 55 angeordnet,
die mit der Befestigungsschraube 32 zusammenwirkt. Die beim Anziehen der Schraube 52 auftretenden Kräfte würden naturgemäß
ein unerwünschtes Aufeinanderzubewegen der Wände 30a und 35
der A-Säule 13 bewirken. Um einer derartigen Verformung der A-Säule 13 entgegenzuwirken, ist innerhalb des Hohlraumes 4 2
der A-Säule 13 - von der Innenwand 30a zur Außenwand 35 reichend eine Abstandshülse 56 angeordnet, welche die Befestigungsschraube
32 innerhalb des Hohlraumes 42 konzentrisch umschließt.
Selbstverständlich sind entsprechende konstruktive Maßnahmen auch bei den übrigen, in Fig. 2 nicht gezeigten Befestigungsschrauben
vorgesehen. Es handelt sich bei der Ausführungsform der Verbindung nach Fig. 2 um eine sog. zweischnittige Verbindung.
Eine andere Ausführungsform einer Verbindung zwischen dem Stirnwandquerträger 20 und der A-Säule 13 zeigt Fig. 3. Aus
Gründen der Übersichtlichkeit und Einfachheit sind in Fig. 3
die der Ausführungsform nach Fig. 2 entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Nach Fig. 3 ist an der
Innenseite der Schließplatte 28b eine Schraubenmutter 55b befestigt, die eine konische Vertiefung 57 aufweist. Das
innen liegende Blech 30b der Α-Säule 13b und die Schließplatte
28b bilden eine Ausnehmung 58, die von einer Befestigungsschraube 32b durchsetzt wird. Die mit der Mutter 55b zusammenwirkende
Befestigungsschraube 32b besitzt einen Kopf 52b mit konischer Anschrägung 59. Beim Festziehen der Befestigungsschraube
32b stützt sich der Schraubenkopf 52b an dem innen liegenden Blech 30b der Α-Säule 13b ab. Aufgrund der konischer.
Anschrägung 59 wird hierbei der die Schraube umgebende Bereich der Schließplatte 28b - wie bei 60 erkennbar - plastisch
verformt und in die hohlkegelförmige Vertiefung 57 der Schraubenmutter 55b hineingedrückt. Es entsteht also ein
sog. konischer Durchzug, der eine besonders gute Festigkeit zwischen den beiden verbundenen Teilen 28b und 13b und damit
der Baueinheit 18 mit der A-Säule 13 gewährleistet.
Um die Befestigungsschrauben 32b in ihre aus Fig. 3 ersichtlichen Montagestellungen im Inneren der Α-Säulen (z.B. 13b)
bringen zu können, sind in der Außenwand 35b jeweils Ausnehmungen 61 vorgesehen, die durch einen Stopfen 62, der z.B.
aus Gummi oder einem ähnlichen Material bestehen kann, von außen verschlossen werden können.
Bei der aus Fig. 3 ersichtlichen Variante einer Verbindung der Teile 28b und 13b handelt es sich um eine sog. einschnittige
Verschraubung.
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